Dans le cadre de la production commerciale de kombucha, entretenir une culture de fermentation ne se résume pas simplement à maintenir un SCOBY en vie.
La question la plus importante est de savoir comment garantir une source fiable de liquide de démarrage permettant d'inoculer de nouveaux lots de manière constante.
Le liquide de démarrage, également appelé « thé de démarrage » ou « inoculum », est du kombucha fermenté issu d'une fermentation active et transféré dans une nouvelle préparation de thé sucré. Il contient des micro-organismes viables ainsi que des acides et d'autres métabolites de fermentation produits au cours de la fermentation précédente.
Lorsque le kombucha est produit en continu, ce liquide de démarrage devient un élément essentiel du cycle de production.
Un producteur peut s'en servir pour inoculer un cuve de fermentation les uns après les autres, ce qui rend l'état du levain directement déterminant pour la vitesse de fermentation, l'acidité, le développement des arômes et l'uniformité des lots.
La pellicule physique du SCOBY peut également être conservée dans le cadre d'un système de culture, mais il ne faut pas la confondre avec l'objectif principal de la gestion des starters commerciaux.
Le liquide de culture est au cœur de la gestion des cultures
Comme nous l'avons déjà mentionné, le kombucha est issu d'une fermentation à culture mixte associant des levures et des bactéries. Au cours de la fermentation, la culture consomme les nutriments présents dans le thé et produit des acides organiques, de l'éthanol, du dioxyde de carbone et d'autres métabolites.
Lorsqu'une partie de ce liquide fermenté est transférée dans un nouveau lot, elle apporte une population microbienne déjà établie au thé sucré frais.
Parallèlement, le levain apporte l’acidité existante à la nouvelle fermentation.
Le levain liquide remplit ainsi deux fonctions importantes :
- Il fournit un inoculum actif.
- Cela permet d'établir les conditions acides du nouveau lot.
Pour la production commerciale, les deux sont précieuses.
Au lieu de laisser chaque nouveau lot se développer à partir d'une population microbienne très réduite ou hétérogène, le producteur peut partir d'une quantité définie de liquide fermenté actif.
Le liquide de levain devient ainsi un intrant du processus qui peut être mesuré, surveillé et normalisé.
Qu'est-ce qu'un « hôtel à scoby » ?
Un “ hôtel à SCOBY ” est un dispositif simple destiné à la conservation des cultures, dans lequel les pellicules sont conservées dans du kombucha fermenté et alimentées régulièrement en thé sucré frais.
Cela peut s'avérer utile pour un petit producteur qui souhaite conserver des pellicules de réserve entre deux lots ou disposer d'une culture de secours.
Il ne faut toutefois pas confondre un « hôtel à SCOBY » avec un système de culture commercial.
L'objectif principal d'un « hôtel à SCOBY » est de préserver la pellicule.
L'objectif principal d'un système de démarrage commercial est de garantir la fiabilité de l'inoculum destiné à la fermentation.
Pour les brasseurs amateurs, ces deux opérations peuvent se dérouler dans le même récipient.
Dans le cas d'une brasserie commerciale de kombucha, il vaut mieux les considérer séparément.
Comment faut-il conserver le levain liquide ?
Le principe le plus important est de maintenir le levain dans un état où il reste actif et apte à servir de base à une nouvelle fermentation.
Le liquide de culture ne doit donc pas être conservé comme du kombucha prêt à la consommation, sur une étagère, en attendant la prochaine préparation.
La culture reste biologiquement active, et les conditions de conservation influencent son activité et sa composition.
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte.
Température
La température a une incidence directe sur l'activité microbienne.
Un levain plus chaud reste généralement plus actif sur le plan métabolique, tandis que des conditions plus fraîches peuvent ralentir l'activité microbienne.
Lorsque les intervalles entre les lots de production sont courts, un producteur peut conserver le ferment dans des conditions de fermentation contrôlées afin que la culture reste prête à être utilisée pour l'inoculation.
Pour des périodes de stockage plus longues, on peut envisager une stratégie de stockage à basse température, mais il convient de vérifier l'impact de ces conditions de stockage sur les performances de fermentation ultérieures.
Une culture qui a été conservée dans des conditions différentes peut nécessiter une période d'adaptation avant de se comporter de la même manière qu'un levain entretenu régulièrement.
L'essentiel, c'est la cohérence.
Si la température de stockage varie considérablement d'un lot à l'autre, le levain lui-même peut devenir une source supplémentaire de variation du processus.
Acidité
Le liquide de culture devrait normalement rester acide, mais il n'existe pas de valeur de pH universelle unique permettant de définir une culture commercialement acceptable pour tous les procédés de fabrication du kombucha.
La cible doit être fixée en fonction de la souche, de la composition du thé, du taux d'inoculation, de la température de fermentation et des caractéristiques souhaitées pour le produit.
Le suivi du pH au fil du temps est utile, car il permet de détecter facilement les changements dans l'état du levain.
Toutefois, le pH ne doit pas être utilisé seul.
Les variations de l'acidité titrable, de l'activité de fermentation, de l'arôme et des performances du lot qui en découlent peuvent fournir des informations supplémentaires.
Disponibilité des nutriments
Une culture qui reste active continue à absorber les nutriments disponibles.
Si le liquide de levain est conservé pendant une période prolongée sans être alimenté correctement, son état peut s'altérer.
Pour assurer le maintien de la culture active, les producteurs peuvent ajouter périodiquement du thé sucré frais ou tout autre substrat approprié, conformément à une procédure établie de gestion de la culture.
Le calendrier d'alimentation doit dépendre des conditions réelles de stockage et de l'activité de la culture, plutôt que d'un nombre de jours fixé de manière générale.
L'objectif est de maintenir la culture active sans laisser une fermentation incontrôlée entraîner une acidité inutile ou un appauvrissement excessif en nutriments.
À quelle fréquence faut-il renouveler le liquide de levain ?
Il n'existe pas d'intervalle de renouvellement unique valable pour toutes les brasseries de kombucha.
Une levure de base utilisée quotidiennement présente des besoins très différents de ceux d’une culture de réserve susceptible de rester inutilisée pendant plusieurs semaines.
Le cycle de rafraîchissement dépend des facteurs suivants :
- température de stockage ;
- volume de départ ;
- activité culturelle ;
- disponibilité des nutriments ;
- fréquence de vaccination requise ;
- calendrier de production prévu.
Pour une production en continu, une approche pratique consiste à maintenir le levain sous forme de culture active et à le renouveler régulièrement selon un cycle de production défini.
Par exemple, une brasserie exploitant plusieurs cuves de fermentation par semaine, il est possible de maintenir une cuve de démarrage dédiée, dans laquelle on ajoute du substrat frais et à partir de laquelle on fournit une quantité contrôlée d’inoculum à chaque nouvelle fermentation.
Cette méthode est plus prévisible que de gérer un ensemble de bocaux hétéroclites ou de se contenter de la cuve de production qui se trouve disponible.
Quelle quantité de levain faut-il conserver de chaque lot ?
La quantité de levain à conserver doit être déterminée en fonction des besoins de la prochaine production.
Un producteur commercial doit tout d'abord estimer :
Quel est le volume du prochain lot de fermentation ?
Quel est le taux d'inoculation requis ?
Combien de lots faut-il ensemencer avant de disposer d'une nouvelle quantité de culture ?
Quelle quantité de levain faut-il garder en réserve ?
Ces questions permettent de dimensionner le système de culture en fonction des besoins réels de production.
Par exemple, une brasserie qui produit plusieurs lots de fermentation chaque semaine peut avoir besoin d'une cuve de culture mère suffisamment grande pour permettre plusieurs inoculations sans épuiser la culture de réserve.
C'est l'une des raisons pour lesquelles le dimensionnement des cuves de démarrage doit s'appuyer sur l'ensemble du programme de production plutôt que sur le seul volume d'une cuve de fermentation.
Comment faire pour conserver un levain stable au fil des différentes fournées ?
Les cultures de kombucha disponibles dans le commerce constituent des communautés microbiennes dynamiques.
Ce ne sont pas des ingrédients immuables.
Lorsqu'un levain est transféré à plusieurs reprises d'une fermentation à une autre, la culture est exposée à des variations de température, de composition du thé, de concentration en sucre, de disponibilité en oxygène, de durée de fermentation, d'acidité et d'autres conditions de fabrication.
Au fil du temps, ces conditions peuvent influencer l'équilibre et le comportement de la communauté microbienne.
Ce phénomène est communément appelé « propagation répétée » ou « backslopping ».
Le « backslopping » répété est une technique pratique et largement utilisée dans la production d'aliments fermentés, mais il ne faut pas en conclure que la culture reste totalement inchangée au cours d'un nombre illimité de cycles.
Dans le cadre de la production commerciale de kombucha, l'objectif pratique n'est donc pas de préserver indéfiniment exactement la même population microbienne.
L'objectif est de garantir une performance de fermentation constante.
Quels sont les paramètres à surveiller dans un démarreur commercial ?
Une culture starter doit répondre à des critères de libération mesurables avant d'être utilisée pour ensemencer un nouveau lot de production.
Les spécifications exactes varient d'un fabricant à l'autre, mais voici quelques indicateurs utiles :
pH
Des mesures régulières du pH permettent de vérifier si la culture reste dans la fourchette d'acidité prévue.
Un écart soudain par rapport aux valeurs historiques peut justifier l'ouverture d'une enquête.
Acidité titrable
L'acidité fournit des informations que le pH à lui seul ne permet pas de saisir.
Deux cultures peuvent présenter des valeurs de pH similaires tout en ayant des concentrations totales en acide différentes.
Activité de fermentation
Un test pratique consiste à observer le comportement du levain lorsqu'on l'ajoute à du thé frais.
Le nouveau lot commence-t-il à s'acidifier dans les délais prévus ?
Suive-t-elle la courbe de fermentation normale ?
Atteint-il les conditions cibles dans les délais de production habituels ?
Ces observations peuvent être plus révélatrices que l'aspect de la pellicule du SCOBY.
Arôme et aspect
Une équipe de production expérimentée est souvent capable de détecter les changements dans le comportement de la culture grâce à l'analyse olfactive et à l'inspection visuelle.
Toute odeur inhabituelle, toute prolifération inhabituelle à la surface ou toute autre anomalie doit faire l'objet d'une enquête.
L'inspection visuelle doit venir en complément de la surveillance analytique, et non la remplacer.
Performances d'un lot à l'autre
La répétabilité est le critère le plus fiable pour déterminer si un levain est stable.
Si une même souche présente systématiquement un comportement de fermentation similaire dans les mêmes conditions de fabrication, cela signifie qu'elle se comporte comme prévu.
Si la fermentation devient soudainement plus lente, plus acide, moins prévisible ou si son profil sensoriel change de manière notable, il convient d'évaluer le levain avant de l'utiliser à nouveau.
Faut-il prélever du levain liquide sur chaque lot terminé ?
Pas forcément.
La meilleure source de levain doit être déterminée dans le cadre du processus de production.
Dans certains systèmes, une partie d'une fermentation primaire réussie peut être conservée pour servir de levain aux lots suivants.
Dans d'autres systèmes, une culture de démarrage spécifique est conservée séparément des cuves de production principales.
La deuxième approche permet d'exercer un meilleur contrôle lorsque la production prend de l'ampleur ou devient plus fréquente.
Cela permet également d'éviter de lier la disponibilité du levain au moment précis où les lots de production finis sont prêts.
Une fermentation retardée ne devrait pas nécessairement retarder la préparation de la prochaine fournée simplement parce que le levain n'est pas encore prêt.
Pourquoi un réservoir de démarrage dédié peut améliorer la production
Une cuve de démarrage dédiée permet de faire de la gestion des cultures une opération autonome.
Au lieu de considérer le levain comme un sous-produit de la production, la brasserie peut conserver un volume défini de culture active spécialement destiné à l'inoculation.
Cela présente plusieurs avantages pratiques.
Une meilleure planification de la production
Le levain peut être préparé indépendamment du calendrier de fermentation principal.
Une inoculation plus homogène
La brasserie peut définir un volume d'inoculation et appliquer la même procédure à plusieurs cuves.
Un suivi plus simple
Il est possible de prélever des échantillons du levain et d'en surveiller l'état sans interrompre le processus de production principal.
Manipulation réduite
Le levain peut être transféré par des canalisations sanitaires plutôt que d'être déplacé manuellement d'un récipient à l'autre.
Une meilleure protection du patrimoine culturel
Une enceinte contrôlée permet de réduire toute exposition inutile à l'environnement extérieur.
Ces avantages prennent de plus en plus d'importance à mesure que le nombre de cuves de fermentation augmente.
Peut-on conserver le levain liquide au réfrigérateur ?
Des températures plus basses peuvent ralentir l'activité microbienne et peuvent donc s'avérer utiles lorsqu'il faut conserver temporairement une culture.
Cependant, la réfrigération ne doit pas être considérée d'emblée comme la méthode de stockage idéale pour tous les systèmes de production.
Cet effet dépend des facteurs suivants :
- température de stockage ;
- durée de conservation ;
- composition de la culture ;
- disponibilité des nutriments ;
- temps de récupération nécessaire ;
- conditions de fermentation prévues après stockage.
Une culture conservée au froid peut présenter un comportement différent de celui d'une culture maintenue dans des conditions de fermentation active.
Dans le cadre d'une exploitation commerciale, toute procédure de stockage réfrigéré doit donc être validée en vérifiant le comportement de la culture après son retour aux conditions de production.
La question qui se pose n'est pas simplement de savoir si la culture résiste au stockage.
La question est de savoir si la fermentation redémarre de manière régulière.
Combien de temps peut-on conserver le liquide de démarrage ?
Il n'existe pas de durée de conservation universelle pour le liquide de culture de kombucha vivant.
La durée de conservation utile dépend de la culture, des conditions de conservation, de l'hygiène des récipients, de la disponibilité des nutriments et des performances de fermentation requises.
Plutôt que de fixer un nombre arbitraire de jours, les producteurs commerciaux peuvent définir des critères d'acceptation pour la réutilisation des ferments.
Par exemple :
- Le levain reste-t-il dans la fourchette de pH et d'acidité prévue ?
- A-t-il l'arôme attendu ?
- Est-il exempt de toute contamination visible ?
- Observe-t-on un comportement de fermentation normal lorsqu'on l'inocule dans du thé frais ?
Cette approche est bien plus utile que de se fier uniquement à la durée de conservation.
Quand faut-il remplacer une culture de démarrage ?
Il n'existe pas de nombre universel de cycles de fermentation au terme desquels une culture de kombucha doit être jetée.
Au contraire, le choix de la souche de remplacement devrait reposer sur la capacité de celle-ci à répondre aux exigences de performance fixées par la brasserie.
Un producteur peut envisager de remplacer ou de reconstituer une culture de départ dans les cas suivants :
- une variabilité persistante et inexpliquée de la fermentation ;
- des variations importantes et répétées de l'acidité ;
- un arôme ou un goût inhabituel ;
- faible activité de fermentation ;
- contamination présumée ;
- une histoire culturelle dont on ne peut plus retracer les origines avec certitude.
En matière de production alimentaire, tout cas de contamination présumée doit toujours être traité conformément aux procédures de sécurité alimentaire et de contrôle qualité de la brasserie.
Le simple fait d'alimenter une culture douteuse et de continuer à la multiplier peut entraîner la propagation du problème à plusieurs lots de production.
Conception d'un système de culture de ferments pour une production en continu
Un système de démarrage commercial doit être conçu en fonction du calendrier de production réel.
Parmi les éléments importants à prendre en compte, on peut citer :
Capacité des cuves de fermentation
- Quelle quantité de kombucha est produite à chaque lot ?
Nombre de cuves de fermentation
- Combien de lots faudra-t-il peut-être ensemencer simultanément ?
Taux d'inoculation
- Quelle quantité de levain liquide faut-il pour chaque fournée ?
Fréquence de production
- À quelle fréquence faut-il disposer de levain frais ?
Stratégie de conservation des cultures
- La culture sera-t-elle entretenue en permanence ou préparée uniquement en cas de besoin ?
Méthode de transfert
- Comment le levain sera-t-il transféré du récipient de culture vers les cuves de fermentation ?
Suivi
- Où seront contrôlés le pH, l'acidité, la température et les autres paramètres ?
Nettoyage
- Comment le réservoir de fermentation et les conduites de transfert seront-ils nettoyés et désinfectés ?
Il convient de répondre à ces questions lors de la phase de planification de l'équipement, plutôt qu'une fois que la brasserie est déjà en activité.
Mise en place d'un système fiable de production en continu de kombucha
La production continue de kombucha ne se résume pas à maintenir un SCOBY en vie.
Cela implique de maintenir une culture dans des conditions contrôlées, de surveiller ses performances, de transférer un inoculum homogène dans du thé frais et de protéger l'ensemble du système contre toute contamination.
Pour les producteurs professionnels, l'accent devrait donc être mis sur la gestion des cultures de départ plutôt que sur l'accumulation de SCOBY.
Tiantai peut concevoir des systèmes de fabrication de kombucha à usage commercial basés sur ce principe, avec cuves de fermentation, des cuves de fermentation ou de culture, des systèmes de régulation de la température, des canalisations de transfert sanitaires, des systèmes CIP, des équipements de gazéification et des opérations de traitement en aval configurées en fonction du processus de production.
Le choix du système de démarrage approprié dépend du volume des lots, du cycle de fermentation, du nombre de cuves, des exigences en matière d'inoculation et de la fréquence de production.
Pour une brasserie qui prévoit une production en continu, la question essentielle n'est pas :
“ Combien de SCOBY faut-il conserver ? ”
C'est :
“ Comment pouvons-nous garantir la fiabilité de la culture de démarrage et fournir un inoculum homogène à chaque lot de fermentation ? ”
C'est là le fondement d'une gestion évolutive de la culture de kombucha.